本發(fā)明屬于化學(xué)工程光催化領(lǐng)域，特別是涉及一種具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板、氣液反應(yīng)器及反應(yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

co2是造成溫室效應(yīng)以及全球氣候變暖的最主要原因，在京都議定書(shū)框架下各國(guó)都在積極開(kāi)展低碳綠色的發(fā)展路線研究。根據(jù)丁鐸爾中心“全球碳計(jì)劃”年度研究成果和最新研究數(shù)據(jù)，我國(guó)已經(jīng)超過(guò)美國(guó)成為世界上碳排放量最大的國(guó)家。所以積極地開(kāi)展co2減排與co2轉(zhuǎn)化利用的研究是很有必要的。

目前，對(duì)co2減排的處理方式有ccs(co2捕獲封存)和ccus(co2捕獲封存及利用)等等，然而在這個(gè)過(guò)程中往往是以消耗能源作為代價(jià)的，在co2減少的同時(shí)可能會(huì)造成額外的環(huán)境污染或能源消耗。

在co2的總控制壓力為常壓的情況下，乙醇胺(mea)水溶液具有吸收速率快，吸收量大，成本低，易解吸等特點(diǎn)，已成為工業(yè)上吸收co2常用的吸收劑，所以，對(duì)mea吸收co2的研究具有重要意義。但是現(xiàn)有的微通道反應(yīng)器由于反應(yīng)微通道長(zhǎng)度較短，氣液混合物在微通道中的停留時(shí)間短，不能很好地進(jìn)行氣液混合，影響氣液之間的傳質(zhì)傳熱能力，降低反應(yīng)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板、氣液反應(yīng)器及反應(yīng)系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的微通道反應(yīng)器由于微通道長(zhǎng)度較短而導(dǎo)致的氣液混合不充分、停留時(shí)間短、反應(yīng)效率低下的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一表面設(shè)有微通道管路結(jié)構(gòu)：所述微通道管路結(jié)構(gòu)包括：

蜂窩狀微通道；

第一主管路微通道，位于所述蜂窩狀微通道的一側(cè)，且與所述蜂窩狀微通道相連通；

第二主管路微通道，位于所述蜂窩狀微通道遠(yuǎn)離所述第一主管路微通道的一側(cè)，且與所述蜂窩狀微通道相連通。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，所述蜂窩狀微通道包括若干個(gè)微通道單元；各所述微通道單元均包括分形分叉微通道，相鄰所述微通道單元的所述分形分叉微通道相連通。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，所述蜂窩狀微通道為六邊形蜂窩狀微通道，所述微通道單元為六邊形微通道單元，各所述微通道單元均包括六個(gè)分形分叉微通道，六個(gè)所述分形分叉微通道依次首尾相連通圍成六邊形的所述微通道單元。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，相鄰所述分形分叉微通道之間的夾角為120°。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，所述蜂窩狀微通道為長(zhǎng)方形蜂窩狀微通道，所述微通道單元為長(zhǎng)方形微通道單元，各所述微通道單元均包括四個(gè)分形分叉微通道，四個(gè)所述分形分叉微通道依次首位相連通圍成長(zhǎng)方形的所述微通道單元。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，相鄰所述分形分叉微通道之間的夾角為90°。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板為3d打印光敏樹(shù)脂材料微通道板。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，所述微通道管路結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板設(shè)有所述微通道管路結(jié)構(gòu)的表面還設(shè)有凹槽，所述凹槽位于所述蜂窩狀微通道、所述第一主管路微通道及所述第二主管路微通道的外圍。

作為本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一種優(yōu)選方案，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板內(nèi)設(shè)有第一安裝通孔，所述第一安裝通孔位于所述凹槽的外圍。

本發(fā)明還提供一種氣液反應(yīng)器，所述氣液反應(yīng)器包括：

如上述任一方案中所述的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板；

透明蓋板，位于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板設(shè)有所述微通道管路結(jié)構(gòu)的表面，所述透明蓋板對(duì)應(yīng)于所述第一主管路微通道及所述第二主管路微通道的位置設(shè)有第一通孔；

第一金屬蓋板，位于所述透明蓋板表面；所述第一金屬蓋板為環(huán)形蓋板，所述第一金屬蓋板內(nèi)側(cè)區(qū)域與所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板表面的所述微通道管路結(jié)構(gòu)的分布區(qū)域相對(duì)應(yīng)；所述第一金屬蓋板對(duì)應(yīng)于所述第一通孔的位置設(shè)有第二通孔。

作為本發(fā)明的氣液反應(yīng)器的一種優(yōu)選方案，所述透明蓋板為亞克力蓋板。

作為本發(fā)明的氣液反應(yīng)器的一種優(yōu)選方案，所述氣液反應(yīng)器還包括密封圈，所述密封圈位于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板與所述透明蓋板之間。

作為本發(fā)明的氣液反應(yīng)器的一種優(yōu)選方案，所述氣液反應(yīng)器還包括第二金屬蓋板，所述第二金屬蓋板位于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板遠(yuǎn)離所述透明蓋板的一側(cè)表面。

作為本發(fā)明的氣液反應(yīng)器的一種優(yōu)選方案，所述透明蓋板、所述第一金屬蓋板及所述第二金屬蓋板內(nèi)均設(shè)有第二安裝通孔。

本發(fā)明還提供一種如上述任一方案中所述的氣液反應(yīng)器的應(yīng)用，所述氣液反應(yīng)器適用于氣液反應(yīng)。

作為本發(fā)明的氣液反應(yīng)器的應(yīng)用的一種優(yōu)選方案，所述氣液反應(yīng)器適用于co2與乙醇胺的反應(yīng)。

本發(fā)明還提供一種氣液反應(yīng)系統(tǒng)，所述氣液反應(yīng)系統(tǒng)包括：如上述任一方案中所述的氣液反應(yīng)器、供氣系統(tǒng)、流量計(jì)、供液系統(tǒng)、三通閥、恒溫控制系統(tǒng)及動(dòng)力系統(tǒng)；

所述氣液反應(yīng)器經(jīng)由所述三通閥與所述供氣系統(tǒng)及所述供液系統(tǒng)相連通；所述流量計(jì)位于所述供氣系統(tǒng)的供氣管路上，適于控制氣體的流量；所述恒溫控制系統(tǒng)包括供水裝置及與所述供水裝置相連通的石英水槽，所述氣液反應(yīng)器位于所述石英水槽內(nèi)；所述動(dòng)力系統(tǒng)與所述供液系統(tǒng)及所述恒溫控制系統(tǒng)相連接，適于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液及恒溫水的流動(dòng)。

作為本發(fā)明的氣液反應(yīng)系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述氣液反應(yīng)系統(tǒng)還包括尾氣分析系統(tǒng)，所述尾氣分析系統(tǒng)與所述氣液反應(yīng)器相連接。

作為本發(fā)明的氣液反應(yīng)系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，所述氣液反應(yīng)器的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述氣液反應(yīng)器依次串聯(lián)。

如上所述，本發(fā)明的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板、氣液反應(yīng)器及反應(yīng)系統(tǒng)，具有以下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)在所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一表面設(shè)置具有蜂窩狀微通道的微通道管路結(jié)構(gòu)，即可以有效地分布?xì)庖簝上?，加?qiáng)傳熱傳質(zhì)，又可以增加微通道結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，更有利于氣液的充分混合；

采用3d打印技術(shù)打印所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板，可以精確、快速經(jīng)濟(jì)的制造出相對(duì)復(fù)雜的微通道結(jié)構(gòu)；

本發(fā)明的氣液反應(yīng)器可以與微流控技術(shù)相結(jié)合，可以有效快速地控制原料液的流量，從而控制反應(yīng)物的停留時(shí)間，從而提高反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本發(fā)明實(shí)施例一中提供的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明實(shí)施例一中提供的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明實(shí)施例二中提供的氣液反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明實(shí)施例二中提供的氣液反應(yīng)器中透明蓋板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5顯示為本發(fā)明實(shí)施例二中提供的氣液反應(yīng)器中的第一金屬蓋板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6顯示為本發(fā)明實(shí)施例二中提供的氣液反應(yīng)器中的第二金屬蓋板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板

11微通道管路結(jié)構(gòu)

111蜂窩狀微通道

1111微通道單元

11111分形分叉微通道

112第一主管路微通道

113第二主管路微通道

12凹槽

13第一安裝通孔

2透明蓋板

21第一通孔

22第二安裝通孔

3第一金屬蓋板

31第二通孔

4第二金屬蓋板

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖1至圖6，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，雖圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例一

請(qǐng)參閱圖1至圖2，本發(fā)明提供一種具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1的一表面設(shè)有微通道管路結(jié)構(gòu)11：所述微通道管路結(jié)構(gòu)11包括：蜂窩狀微通道111；第一主管路微通道112，所述第一主管路微通道112位于所述蜂窩狀微通道111的一側(cè)，且與所述蜂窩狀微通道111相連通；第二主管路微通道113，所述第二主管路微通道113位于所述蜂窩狀微通道111遠(yuǎn)離所述第一主管路微通道112的一側(cè)，且與所述蜂窩狀微通道111相連通。本發(fā)明通過(guò)在所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1的一表面設(shè)置具有所述蜂窩狀微通道111的微通道管路結(jié)構(gòu)11，即可以有效地分布?xì)庖簝上?，加?qiáng)傳熱傳質(zhì)，又可以增加微通道結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，更有利于氣液的充分混合。

作為示例，如圖1所示，所述蜂窩狀微通道111包括若干個(gè)微通道單元1111；各所述微通道單元1111均包括分形分叉微通道11111，相鄰所述微通道單元1111的所述分形分叉微通道11111相連通。

在一示例中，如圖1及圖2所示，所述蜂窩狀微通道111為六邊形蜂窩狀微通道，所述微通道單元1111為六邊形微通道單元，各所述微通道單元1111均包括六個(gè)分形分叉微通道11111，六個(gè)所述分形分叉微通道11111依次首尾相連通圍成六邊形的所述微通道單元1111，即圖1及圖2中的每一個(gè)六邊形即為一個(gè)所述微通道單元11111。

作為示例，各所述微通道單元1111均為正六邊形微通道單元，即在每個(gè)所述微通道單元1111內(nèi)，相鄰所述分形分叉微通道11111之間的夾角為120°。

以如圖1及圖2中所示的所述微通道單元1111為六邊形微通道單元作為示例，所述分形分叉微通道11111的長(zhǎng)度、所述分形分叉微通道11111的深度、所述分形分叉微通道11111的寬度、所述第一主管路微通道112的長(zhǎng)度、所述第一主管路微通道112的深度、所述第一主管路微通道112的寬度、所述第二主管路微通道113的長(zhǎng)度、所述第二主管路微通道113的深度及所述第二主管路微通道113的寬度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述分形分叉微通道11111的長(zhǎng)度可以為8mm，所述第一主管路微通道112的長(zhǎng)度及所述第二主管路微通道113的長(zhǎng)度可以均為15mm，所述分形分叉微通道11111的深度、所述第一主管路微通道112的深度及所述第二主管路微通道113的深度可以均為2.5mm。所述分形分叉微通道11111的寬度可以為2mm，所述第一主管路微通道112的寬度及所述第二主管路微通道113的寬度可以均為6mm。當(dāng)然，上述尺寸僅為一種示例，在其他示例中，上述微通道的長(zhǎng)度及深度的尺寸可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，并不以上述示例尺寸為限。

在另一示例中，所述蜂窩狀微通道111還可以為長(zhǎng)方形蜂窩狀微通道，所述微通道單元1111為長(zhǎng)方形微通道單元，各所述微通道單元1111均包括四個(gè)分形分叉微通道11111，四個(gè)所述分形分叉微通道11111依次首位相連通圍成長(zhǎng)方形的所述微通道單元1111。

作為示例，各所述微通道單元1111可以均為矩形微通道單元，即在每一個(gè)所述微通道單元1111內(nèi)，相鄰所述分形分叉微通道11111之間的夾角為90°。

需要說(shuō)明的是，在其他示例中，所述微通道單元1111的形狀還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)成其他的形狀，譬如，三角形、五邊形等等。

作為示例，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1可以為3d打印光敏樹(shù)脂材料微通道板。采用3d打印技術(shù)打印所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1，可以精確、快速經(jīng)濟(jì)的制造出相對(duì)復(fù)雜的微通道結(jié)構(gòu)。

作為示例，所述微通道管路結(jié)構(gòu)11為中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，在其他示例中，所述微通道管路結(jié)構(gòu)11也可以設(shè)置為非中心對(duì)稱(chēng)的偏置結(jié)構(gòu)。

作為示例，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1設(shè)有所述微通道管路結(jié)構(gòu)11的表面還設(shè)有凹槽12，所述凹槽12位于所述蜂窩狀微通道111、所述第一主管路微通道112及所述第二主管路微通道113的外圍，即所述凹槽12環(huán)繞所述蜂窩狀微通道111、所述第一主管路微通道112及所述第二主管路微通道113的外圍。所述凹槽12作為密封圈的安裝槽，適于在所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1與其他結(jié)構(gòu)密封組裝時(shí)放置密封圈。所述凹槽12的深度及寬度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，在一示例中，所述凹槽12的深度可以為1.5mm，所述凹槽12的寬度可以為2mm。所述凹槽12縱截面(即沿所述凹槽12長(zhǎng)度方向的截面)的形狀可以為橢圓形。

作為示例，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1內(nèi)設(shè)有第一安裝通孔13，所述第一安裝通孔13位于所述凹槽12的外圍。所述第一安裝通孔13用于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1與其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝時(shí)進(jìn)行安裝固定。所述第一安裝通孔13的數(shù)量及直徑可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，圖1及圖2以所述第一安裝通孔13的數(shù)量為10個(gè)，每個(gè)所述第一安裝通孔13均為3/8英制螺紋孔作為示例。

作為示例，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1的尺寸及所述微通道管路結(jié)構(gòu)11分布區(qū)域的尺寸可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，在一示例中，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1的總體尺寸為140mm×108mm×6mm，所述微通道管路結(jié)構(gòu)11分布區(qū)域的尺寸為64mm×41.5mm。需要說(shuō)明的是，上述尺寸僅為示例，在實(shí)際示例中并不以上述尺寸為限。

實(shí)施例二

請(qǐng)參閱圖3至圖6，本發(fā)明還提供一種氣液反應(yīng)器，所述氣液反應(yīng)器包括：如實(shí)施例一中所述的具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1；透明蓋板2，所述透明蓋板2位于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1設(shè)有所述微通道管路結(jié)構(gòu)11的表面，所述透明蓋板2對(duì)應(yīng)于所述第一主管路微通道112及所述第二主管路微通道113的位置設(shè)有第一通孔21；第一金屬蓋板3，所述第一金屬蓋板3位于所述透明蓋板2表面；所述第一金屬蓋板3為環(huán)形蓋板，所述第一金屬蓋板3內(nèi)側(cè)區(qū)域與所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1表面的所述微通道管路結(jié)構(gòu)11的分布區(qū)域相對(duì)應(yīng)；所述第一金屬蓋板3對(duì)應(yīng)于所述第一通孔21的位置設(shè)有第二通孔31，所述第二通孔31經(jīng)由所述第一通孔21與所述第一主管路微通道112及所述第二主管路微通道113相連通。

作為示例，所述透明蓋板2可以為亞克力蓋板。

作為示例，所述透明蓋板2的厚度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，在一示例中，所述透明蓋板2的厚度可以為2mm。

作為示例，所述第一金屬蓋板3可以為不銹鋼蓋板，優(yōu)選地，所述第一金屬蓋板3由304不銹鋼非標(biāo)定做。所述第一金屬蓋板3的厚度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，在一示例中，所述第一金屬蓋板3的厚度可以為10mm。

作為示例，所述第一金屬蓋板3內(nèi)設(shè)有第二安裝通孔22，所述第二安裝通孔22沿所述第一金屬蓋板3的周向分布，且與所述第一安裝通孔13上下對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述第二安裝通孔22的數(shù)量及寬度可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述第二安裝通孔22的數(shù)量為10，每個(gè)所述第二安裝通孔22均為3/8英制螺紋孔。

作為示例，所述氣液反應(yīng)器還包括密封圈(未示出)，所述密封圈位于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1與所述透明蓋板2之間，且位于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1表面的所述凹槽12內(nèi)。所述透明蓋板2壓制于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1設(shè)有所述微通道管路結(jié)構(gòu)11的表面，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1對(duì)應(yīng)的所述微通道管路結(jié)構(gòu)11區(qū)域與所述透明蓋板2形成反應(yīng)液的流通通道，所述密封圈可以增強(qiáng)所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1與所述透明蓋板2之間的密封效果，可以避免工作時(shí)反應(yīng)液的泄露。

作為示例，所述氣液反應(yīng)器還包括第二金屬蓋板4，所述第二金屬蓋板4位于所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板1遠(yuǎn)離所述透明蓋板2的一側(cè)表面。

作為示例，所述第二金屬蓋板4可以為不銹鋼蓋板，優(yōu)選地，所述第二金屬蓋板4由304不銹鋼非標(biāo)定做。所述第二金屬蓋板4的厚度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定，在一示例中，所述第二金屬蓋板4的厚度可以為10mm。

作為示例，所述第二金屬蓋板4內(nèi)設(shè)有第二安裝通孔22，所述第二安裝通孔22沿所述第二金屬蓋板4的周向分布，且與所述第一安裝通孔13上下對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述第二安裝通孔22的數(shù)量及寬度可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述第二安裝通孔22的數(shù)量為10，每個(gè)所述第二安裝通孔22均為3/8英制螺紋孔。

本發(fā)明的所述氣液反應(yīng)器的工作原理為：co2氣體從氣瓶出來(lái)用流量計(jì)對(duì)其流量進(jìn)行控制，制備一定濃度的乙醇胺溶液，乙醇胺溶液經(jīng)蠕動(dòng)泵在三通處與co2氣體匯合，形成氣液兩相從所述氣液反應(yīng)器的入口進(jìn)入所述氣液反應(yīng)器(即經(jīng)由所述第一金屬蓋板3的第二通孔31及所述透明蓋板2的第一通孔21進(jìn)入到所述第一主管路微通道112，并經(jīng)由所述第一主管路微通道112流入所述蜂窩狀微通道111內(nèi))；經(jīng)過(guò)所述蜂窩微通道111的多次分流又回合后，反應(yīng)物中的co2氣體與乙醇胺溶液形成了比較均勻、接觸充分的兩相混合物；在整個(gè)過(guò)程中，液相進(jìn)行循環(huán)，反應(yīng)后的氣體經(jīng)由所述第二主管路微通道113、所述第一金屬蓋板3的第二通孔31及所述透明蓋板2的第一通孔21排出。需要說(shuō)明的是，在所述氣液反應(yīng)器的外側(cè)還應(yīng)該加一個(gè)恒溫水槽，將所述氣液反應(yīng)器置于所述恒溫水槽中，可以確保所述氣液反應(yīng)器在適宜恒定的溫度下進(jìn)行反應(yīng)。

本發(fā)明的所述氣液反應(yīng)器所述氣液反應(yīng)器適用于氣液反應(yīng)，優(yōu)選地，所述氣液反應(yīng)器適用于co2與乙醇胺的反應(yīng)。但不排除所述氣液反應(yīng)器在其他生物、化工、環(huán)境等方面具體的反應(yīng)體系的應(yīng)用。

實(shí)施例三

本發(fā)明還提供一種氣液反應(yīng)系統(tǒng)，所述氣液反應(yīng)系統(tǒng)包括：如實(shí)施例二中所述的氣液反應(yīng)器、供氣系統(tǒng)、流量計(jì)、供液系統(tǒng)、三通閥、恒溫控制系統(tǒng)及動(dòng)力系統(tǒng)；所述氣液反應(yīng)器經(jīng)由所述三通閥與所述供氣系統(tǒng)及所述供液系統(tǒng)相連通；所述流量計(jì)位于所述供氣系統(tǒng)的供氣管路上，適于控制氣體的流量；所述恒溫控制系統(tǒng)包括供水裝置及與所述供水裝置相連通的石英水槽，所述氣液反應(yīng)器位于所述石英水槽內(nèi)；所述動(dòng)力系統(tǒng)與所述供液系統(tǒng)及所述恒溫控制系統(tǒng)相連接，適于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)液及恒溫水的流動(dòng)。

作為示例，所述供氣系統(tǒng)可以包括氣瓶、減壓閥及氣體質(zhì)量流量計(jì)，所述氣瓶、所述減壓閥及所述氣體質(zhì)量流量計(jì)經(jīng)由導(dǎo)氣管依次串接，所述氣體質(zhì)量流量計(jì)與所述三通閥相連通；所述光源可以為但不僅限于氙燈燈源；所述動(dòng)力系統(tǒng)可以為但不僅限于蠕動(dòng)泵。

作為示例，所述氣液反應(yīng)系統(tǒng)還包括尾氣分析系統(tǒng)，所述尾氣分析系統(tǒng)與所述氣液反應(yīng)器相連接。

作為示例，所述氣液反應(yīng)器的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述氣液反應(yīng)器依次串聯(lián)。將所述氣液反應(yīng)器的數(shù)量設(shè)置為多個(gè)，只需要根據(jù)增設(shè)的所述氣液反應(yīng)器的數(shù)量加大進(jìn)氣流量及進(jìn)液流量就可以增加產(chǎn)能。

本發(fā)明的所述氣液反應(yīng)系統(tǒng)的工作原理為：利用容量瓶制備一定濃度的乙醇胺溶液，打開(kāi)供氣系統(tǒng)中的氣路開(kāi)關(guān)設(shè)置好流量計(jì)流量，并開(kāi)啟蠕動(dòng)泵，在一示例中，co2氣體可以為100ml/min，所述液體的流量可以為20ml/min；打開(kāi)恒溫控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān)，使得所述石英水槽中額水溫控制在恒定的溫度(譬如室溫)；co2氣體從氣瓶經(jīng)減壓閥及所述流量計(jì)控制輸出后，與所述乙醇胺在三通閥處匯合后形成的氣液兩相相混合物，所述氣液兩相混合物經(jīng)由所述第一金屬蓋板3的第二通孔31及所述透明蓋板2的第一通孔21進(jìn)入到所述第一主管路微通道112，并經(jīng)由所述第一主管路微通道112流入所述蜂窩狀微通道111內(nèi)；經(jīng)過(guò)所述蜂窩微通道111的多次分流又回合后，反應(yīng)物中的co2氣體與乙醇胺溶液形成了比較均勻、接觸充分的兩相混合物；在整個(gè)過(guò)程中，液相進(jìn)行循環(huán)，反應(yīng)后的氣體經(jīng)由所述第二主管路微通道113、所述第一金屬蓋板3的第二通孔31及所述透明蓋板2的第一通孔21排出；將反應(yīng)后的氣體連入質(zhì)譜在線監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行實(shí)時(shí)分析

本發(fā)明的氣液反應(yīng)器可以與微流控技術(shù)相結(jié)合，可以有效快速地控制原料液的流量，從而控制反應(yīng)物的停留時(shí)間，從而提高反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性。

綜上所述，本發(fā)明提供一種具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板、氣液反應(yīng)器及反應(yīng)系統(tǒng)，所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一表面設(shè)有微通道管路結(jié)構(gòu)：所述微通道管路結(jié)構(gòu)包括：蜂窩狀微通道；第一主管路微通道，位于所述蜂窩狀微通道的一側(cè)，且與所述蜂窩狀微通道相連通；第二主管路微通道，位于所述蜂窩狀微通道遠(yuǎn)離所述第一主管路微通道的一側(cè)，且與所述蜂窩狀微通道相連通。本發(fā)明通過(guò)在所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板的一表面設(shè)置具有蜂窩狀微通道的微通道管路結(jié)構(gòu)，即可以有效地分布?xì)庖簝上?，加?qiáng)傳熱傳質(zhì)，又可以增加微通道結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，更有利于氣液的充分混合；采用3d打印技術(shù)打印所述具有分形蜂窩結(jié)構(gòu)的微通道板，可以精確、快速經(jīng)濟(jì)的制造出相對(duì)復(fù)雜的微通道結(jié)構(gòu)；本發(fā)明的氣液反應(yīng)器可以與微流控技術(shù)相結(jié)合，可以有效快速地控制原料液的流量，從而控制反應(yīng)物的停留時(shí)間，從而提高反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。